В Физическом институте им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) создан первый в России сверхпроводящий соленоид для магнитно-резонансной томографии. Он станет важной составной частью отечественного магнитно-резонансного томографа, конкурирующего по своим характеристикам с томографами зарубежных компаний, лидирующих на мировом рынке медицинской техники.
Как известно, человек в основном состоит из воды, поэтому карта распределения в человеческом теле протонов водорода из молекул воды позволяет судить о структуре тканей нашего организма. Именно такая карта и получается на выходе магнитно-резонансной томографии, которая является на сегодняшний день наиболее точным, чувствительным и безопасным методом диагностики внутренних органов и тканей человеческого организма. Однако в России в настоящее время магнитно-резонансные томографы (МРТ) не производятся. При этом согласно программе Минздравсоцразвития РФ по оснащению оборудованием региональных и муниципальных учреждений здравоохранения, реализуемой в настоящее время, медицинские комплексы МРТ являются одними из лидирующих по степени необходимости.
Группа разработчиков из ФИАНа под руководством доктора физ.-мат. наук Евгения Демихова два года назад взялась заполнить рыночную нишу - сделать конкурентный отечественный прибор. Финансовую поддержку оказало Федеральное агентство по науке и инновациям.
"Известные на сегодня магнитно-резонансные томографы различаются по способу получения магнитного поля, при этом от величины магнитного поля обратно пропорционально зависит время исследования. И это очень важно, так как, находясь внутри томографа, пациент должен быть неподвижен. Мы создали сверхпроводящий соленоид с полем в 1,5 Тесла (Тл), исследование томографом на его основе займет всего несколько минут, а сам томограф будет обладать разрешением 0,6 мм. Это означает, что исследуя с помощью такого томографа внутренние органы и ткани человека, врачи смогут видеть объекты размером вплоть до 0,6 мм - а это уже размеры артерий", - объясняет Евгений Демихов.
Для охлаждения соленоида до критической температуры перехода в сверхпроводящее состояние и его поддержания используется специально разработанный для этого криостат с "нулевым парением", осуществляющий принцип безжидкостного охлаждения. Катушка просто помещается в криостат, который заливается жидким гелием один раз в год. Испаряющийся гелий конденсируется на теплообменнике, охлаждаемом низкотемпературным криорефрижератором замкнутого цикла до температуры 4 К. Если бы не было утечек через различные уплотнения, то гелий не надо было бы подливать вообще.
"Экономия жидкого гелия составляет около 4000 литров в год, что позволяет экономить около 2 миллионов рублей в год только на жидком гелии. Для сравнения скажу, что 4000 литров гелия в год - это потребление среднего физического института РАН", - комментирует профессор Демихов.
На основе сверхпроводящего соленоида, помещенного в криостат, уже изготовлен макет будущего магнитно-резонансного томографа для исследования конечностей. Такие томографы в 60% случаев заменяют томографы для диагностики всего тела, ведь большинство травм происходит именно с конечностями, актуальна и проблема варикоза. Однородность магнитного поля, генерируемого в макете, находится на уровне 10-6 в сфере диаметром 160 мм. Этот параметр соответствует высшему уровню требований к МР-томографам. Еще одна особенность томографа производства ФИАН - отсутствие магнитного поля вне томографа. Это достигается наличием специального компенсирующего магнита, за счет него максимальное внешнее магнитное поле не выходит за пределы 5 мТл на расстоянии 0,5 м от томографа.
"Дело осталось, во-первых, за разработкой электроники, необходимой для получения изображения, - говорит Евгений Демихов. - Сейчас она как раз проектируется. Во-вторых, нужен дизайн. Мы хотим сделать красивый прибор и для этого пригласили к сотрудничеству специальную дизайнерскую компанию, которая подготовит такой дизайн, который будет не стыдно показать ни у нас в стране, ни за рубежом. Закончить работы и продемонстрировать прибор уже в готовом виде, мы планируем к концу этого года. По примерным расчетам, стоимость нашего МР-томографа будет в разы меньше стоимости зарубежных аналогов"
Примерно через год планируется начать выводить опытные образцы МРТ на рынок. Тем не менее, по словам самих же разработчиков, эти работы они рассматривают лишь как промежуточный этап. Следующим шагом будет разработка МР-томографа с полем в 3 Тл для диагностики всего тела человека. При повышении поля до 3 Тл с помощью томографа можно будет увидеть детали человеческого организма размером до 0,2 мм.
АНИ «ФИАН-информ»
